一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111986098A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010409940.1(22)申请日2020.05.14(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人徐帆刘娅蒲子琪(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人楼高潮(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/136(2017.01)权利要求书3页说明书7页附图6页(54)发明名称一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法(57)摘要本发明公开了一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法，属于被动式太赫兹图像处理技术领域，其技术要点是：针对含固定背景带、噪声污染严重的被动式太赫兹图像，采用基于区域统计分析方法对其进行固定背景抠除；采用导向滤波、双边滤波的方法对图像进行处理，去除严重的条纹噪声及随机噪声，采用反锐化掩模、巴特沃斯高通滤波、对比度线性拉伸的方法进一步提升图像的细节清晰度。对含固定背景的被动式太赫兹图像具有高效的增强效果，不仅可以抠除无效固定背景，大幅抑制条纹噪声及随机噪声，凸显被噪声淹没的兴趣目标，同时又可最大程度保留图像的纹理细节，同时改善对比度与清晰度，最终实现被动式太赫兹图像视觉效果的显著提升。CN111986098ACN111986098A权利要求书1/3页1.一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：对被动式太赫兹图像通过区域统计分析的方法，抠除被动式太赫兹图像中的固定无效区域；对被动式太赫兹图像进行导向滤波与双边滤波处理，实现保留有效细节的同时滤除条纹噪声；对被动式太赫兹图像进行反锐化掩模处理，实现边缘增强处理；对被动式太赫兹图像进行频域高通滤波，实现全局锐化增强；对被动式太赫兹图像通过对比度线性变化，调节图像对比度。2.根据权利要求1所述的一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法，其特征在于：对被动式太赫兹图像通过区域统计分析的方法，抠除被动式太赫兹图像中的固定无效区域，其算法步骤包括：计算样本均值背景带，定位背景带区域：定义背景带图像样本集Bn＝Bn(i,j)，由背景带图像样本集得到均值背景带其中1≤n≤N，n为正整数，N为背景带图像样本数，(i,j)为图像像素的坐标，1≤i≤W，1≤j≤H，W、H分别为整幅图像的宽与高；对均值背景按如下公式进行二值化：其中level为量化水平；将K(i,j)值为1的点坐标存入集合Ks中，即：用以保存背景带的位置坐标；统计局部和全局区域噪声分布特性，确定目标与背景带的位置关系：计算所有背景样本的与的标准差，找到最大值作为局部与全局统计参考标准值，分别定义为其中Std(·)函数表示图像所有像素的标准差；统计被动式太赫兹图像测试样本F的区域分布，计算判断准则是：当Tflag1＞flag1，判断状态为“人与背景带接触”；当Tflag1≤flag1和Tflag2＞flag2，判断状态为“人进入检测区域，但未与背景带接触”；否则，判断状态为“人未进入检测区域”；区域统计分析后，针对三种不同情况形成分段式扣除算法，固定背景带扣除后的公式为其中A为抠图系数，其确定方式为，初始化参数α在0到1内以一定步长递增，循环采用活动轮廓算法对图像进行处理，获得二值化的活动轮廓，非零灰度区域为Kα，通过轮廓提取获得轮廓点集C＝{pt}，pt表示构成轮廓C的所有点，t＝1,2,…,T，T为总点数，计算轮廓的平均曲率即其中为轮廓上某一点p的曲率，2CN111986098A权利要求书2/3页Δx(pt)＝x(pt+1)-x(pt)；寻找平均曲率最小的α作为最优抠图系数A，即L为抠图区域，其确定方式为其中KA为确定A同时得到的二值化轮廓非零灰度区域。3.根据权利要求2所述的一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法，其特征在于：对被动式太赫兹图像进行导向滤波与双边滤波处理，实现保留有效细节的同时滤除条纹噪声中，导向滤波的执行步骤为：对扣除背景带后的图像I1进行导向滤波，输出导向滤波图像I′1为wk是以r为半径、像素k为中心的正方形窗，其中是所有窗口重叠i的平均系数，bk＝(1-ak)·uk，是图像在窗口wk内的方差，|w|为窗口w中的像素数目，ε为控制平滑区域和边缘区域的阈值。4.根据权利要求3所述的一种含固定背景的被动式太赫兹图像增强方法，其特征在于：对被动式太赫兹图像进行导向滤波与双边滤波处理，实现保留有效细节的同时滤除条纹噪声中，双边滤波的执行步骤为：对导向滤波图像I′1进行双边滤波，输出双边滤波图像I2＝I′1·weight，其中weight为22权重阵列，表示为其中Gs＝exp(-Δd/(2·σs))与G